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FAS3200 bietet überragende Erweiterbarkeit

Für mittelgroße Storage-Systeme liegt der Schlüssel zum Erfolg in der Plattformflexibilität. Nur eine flexible, erweiterbare Plattform kann die klaffende Lücke zwischen den Einstiegslösungen unter den Storage-Systemen einerseits und High-End- oder Enterprise Storage-Lösungen andererseits schließen. Und genau diese Lücke überbrückt NetApp mit der neuen Produktlinie im Midrange-Bereich: mit den Storage-Systemen der FAS3200 Serie und den Storage-Virtualisierungssystemen der V3200 Serie. (Zur einfacheren Lesbarkeit verweisen wir im Folgenden auf beide Systeme gemeinsam als FAS/V3200 Serie.)

Als wir die Aktualisierung der vorhandenen FAS3100 Reihe geplant haben, war uns klar, dass wir mehr als nur die üblichen Performance- und Kapazitätsverbesserungn bieten mussten, und das ohne die Kosten in die Höhe zu treiben. Bedeutende Veränderungen auf dem Markt erforderten ein Umdenken hinsichtlich der Anforderungen im Midrange-Bereich. Zunächst stellte sich das Problem der Erweiterbarkeit: wir wussten, dass jedes FAS3100 System in unserer Basisinstallation bereits durchschnittlich 3,3 belegte Erweiterungssteckplätze hatte (von möglichen 4). Das Limit war also fast erreicht. Angesichts des Übergangs von FC zu SAS Festplatten in der Storage-Branche wussten wir auch, dass wir diesen Wandel durch Bereitstellung von integrierten SAS und FC Ports erleichtern mussten. Es galt sicherzustellen, dass Storage-Systeme ganz nach Bedarf gleichzeitig mehrere Ports beider Typen unterstützen können.

Flexible Konfigurationen


Als wir mit dem Entwurf der FAS3200 Serie begannen, stand zunächst das Einstiegsangebot der damaligen Midrange-Reihe im Vordergrund. Wir fragten uns, wie wir diese Preis-/Performance-Nische am besten füllen konnten. Uns war sofort klar, dass wir uns auf ein 3U-Design anstelle des 6U-Designs der FAS3100 Serie konzentrieren mussten.

Diese frühzeitige Festlegung führte im Ergebnis zu ausgezeichneter Platzeffizienz mit viel mehr Flexibilität und Erweiterbarkeit. Das 3U-Gehäuse, das NetApp für die FAS3200 Serie entwickelt hat, wird entweder durch zwei Controller belegt (jeweils mit zwei PCIe v2.0-Steckplätzen) – somit entsteht ein HA-Paar in 3U – oder durch einen einzelnen Controller und ein I/O-Erweiterungsmodul (IOXM), das weitere vier PCIe v1.0-Steckplätze bietet.

Relative Performance der neuen FAS6200 Modelle bei sequentiell gelesenen Daten im Vergleich zu bestehenden Plattformen

Abbildung 1) Das 3U-Gehäuse der FAS3200 Serie kann durch Dual Controller (HA-Paar) oder einen Single Controller plus I/O-Erweiterungsmodul mit vier zusätzlichen PCIe-Steckplätzen belegt werden.

Durch die Kombination zweier 3U-Gehäuse – jeweils mit einem Controller und einem IOXM – konnten wir zudem ein HA-Paar erstellen, das eine 6U-Belegung wie die FAS/V3100 Serie aufweist, jedoch viel mehr Möglichkeiten zur Erweiterung bietet: sechs Steckplätze pro Gehäuse.

Die FAS/V3200 Serie umfasst drei Modelle: FAS/V3210, FAS/V3240 und FAS/V3270, mit insgesamt acht möglichen Konfigurationen, die allen potenziellen Anforderungen im Midrange-Bereich gerecht werden. Ein „A“ am Ende des Modellnamens weist auf eine Aktiv/Aktiv-HA-Konfiguration hin, ein „E“ signalisiert ein vorhandenes IOXM und ein „AE“ steht für die 6U-Aktiv/Aktiv-HA-Konfiguration mit I/O-Erweiterung. (Siehe Tabelle 1.)

Tabelle 1) Konfigurationen der FAS/V3200 Serie

  FAS/V3210 FAS/V3240 FAS/V3270
1-Gehäuse-Standalone FAS/V3210 -- --
1-Gehäuse-HA FAS/V3210A FAS/V3240A FAS/V3270A
1-Gehäuse-Standalone mit IOXM -- FAS/V3240E FAS/V3270E
2-Gehäuse-HA
(jeweils mit Controller + IOXM)
-- FAS/V3240AE FAS/V3270AE

 

Mit der FAS/V3200 Serie können Sie nun wählen zwischen Standalone- und HA-Modellen mit begrenzter Erweiterbarkeit (zwei PCIe-Steckplätze pro Controller) und maximaler Platzeffizienz oder mit umfassender Erweiterbarkeit (sechs PCIe-Steckplätze pro Controller/IOXM-Paar). Das sind 50 % mehr PCIe-Steckplätze, als die FAS/V3100 Serie bietet.

Im Allgemeinen empfiehlt NetApp die Nutzung der zwei im Controller integrierten Steckplätze für leistungsstarke 10GbE- und/oder 8Gb FC-Adapter. Die zusätzlichen Erweiterungssteckplätze im IOXM können für NetApp Flash Cache und zur weiteren Konnektivität für FC oder SAS Festplatten verwendet werden. Die Verfügbarkeit dieser vier Steckplätze bietet offensichtliche Vorteile bei der Systemkonfiguration und ermöglicht die Ausnutzung von NetApp Flash Cache zur I/O-Beschleunigung und Senkung der Festplattenanforderungen. Zudem können Systeme konfiguriert werden, die gleichzeitig über ausreichend FC und SAS Ports zur Unterstützung des Übergangs von FC zu SAS Festplatten verfügen. Der Umstieg von FC auf SAS Festplatten ist Thema eines weiteren Artikels in dieser Ausgabe von Tech OnTap.

Tabelle 2) FAS/V3200 Kenndaten (HA-Konfigurationen mit Dual Controller)

FAS/V3200 Kenndaten (HA-Konfigurationen mit Dual Controller)

Integriertes SAS für vereinfachten Umstieg


Die integrierten SAS Ports der FAS/V3200 Serie sollen ebenfalls all jene unterstützen, die den Umstieg weg von vorhandenen FC-Festplatten anstreben. Wo es früher vier 4Gb FC Ports bei jedem Midrange-Controller gab, gibt es nun zwei 4Gb FC Ports und zwei SAS Wide Ports. Jeder Port besitzt vier SAS-Links, jeweils mit einer Leistung von 6 Gb/Sek. (SAS 2.0), also eine Gesamtbandbreite von 24 Gb/Sek. pro Port.

Zudem liefern wir zwei Ports für Gigabit Ethernet (GbE). Zwei andere Ethernet Ports unterstützen Alternate Control Path (ACP) für SAS-Platten-Shelves für das Out-of-Band Management, und ein weiterer Port wird für den Service-Prozessor genutzt. (Beide Technologien werden später beschrieben.)

FAS/V3200 umfasst nun zwei integrierte 10GbE-Ports (10-Gigabit Ethernet) für HA-Konfigurationen. Die FAS/V3100 Serie nutzte InfiniBand als HA Interconnect. Bei der FAS/V3200 Serie sind wir von InfiniBand zu 10GbE übergegangen, um damit dem allgemeinen Trend hin zur Netzwerkkonvergenz im Ethernet Rechnung zu tragen. Die integrierten 10GbE-Ports sind zur Nutzung durch den HA Interconnect reserviert und können für keinen anderen Zweck verwendet werden. In 1-Gehäuse-HA-Konfigurationen werden die Interconnect-Signale über die Backplane geleitet, sodass keine externe Verkabelung nötig ist. Diese Ports werden nur in der 2-Gehäuse-HA-Konfiguration von FAS3240AE und FAS3270AE genutzt.

Zusammenarbeit mit Intel für verbesserte Performance


FAS/V3210 und FAS/V3270 verfügen über Intel Wolfdale Prozessoren, FAS/V3240 nutzt Intel Harpertown. Das NetApp Engineering Team hat in direkter Zusammenarbeit mit Intel das Intel Chipset modifiziert, um NetApp NVRAM in den Hauptspeicher integrieren zu können.

Wie Sie sicher bereits wissen, verwenden alle NetApp Systeme nicht-flüchtigen Speicher zur Protokollierung von eingehenden Schreibanfragen, um dadurch die Antwortzeiten bei Schreiboperationen zu beschleunigen. Bisher wurde dies typischerweise in Form einer separaten Karte oder als dedizierter Bereich der Hauptplatine umgesetzt. Wenn NVRAM über den Hauptspeicher bereitgestellt wird, ist dies nicht nur schneller, sondern auch kostengünstiger.

In Zusammenarbeit mit Intel hat das NetApp Engineering Team einen selbstaktualisierungsfähigen Ruhemodus für das Intel Chipset entwickelt. Unter dem Namen Asynchronous DRAM Refresh (ADR) sichert dieser Modus einen Teil des Hauptspeichers durch eine integrierte Batterie ab. Dadurch erhält der NVRAM dieselbe hohe Bandbreite wie der Hauptspeicher, und das Design der Hauptplatine wird vereinfacht.

Die Performance-Verbesserungen, die wir bei der FAS/V3200 Reihe erzielt haben, sind teilweise ebenfalls auf diese Neuerung zurückzuführen, teilweise aber auch auf die überragende Performance der Intel Prozessoren. Im SPECsfs Benchmark (SPECsfs2008_nfs.v3), dem Standard-Benchmark zur Messung der NFS-Performance, erreichte das FAS3270 System 101.183 OPS bei 1,66 ms ORT, wohingegen die frühere FAS3160 Midrange-Lösung bei 60.507 OPS bei 1,58 ms ORT lag – dies entspricht einer Steigerung des SFS-Durchsatzes um fast 70 %.

Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und Managebarkeit


FAS/V3200 umfasst einige RASM-Funktionen, die sich sonst nur in den Storage-Lösungen der Spitzenklasse finden. Wie die neue FAS/V6200 Serie enthält auch die FAS/V3200 Serie einen neuen Service-Prozessor, der weitaus leistungsstärker ist als das in der letzten Generation genutzte Remote LAN-Modul (RLM). Der Service-Prozessor bleibt selbst bei einem Ausfall des gesamten restlichen Storage-Systems in Betrieb und ist über Ethernet oder die serielle Konsole weiterhin erreichbar. Der Service-Prozessor bietet alle Funktionen aus dem RLM, beispielsweise Remote-Energiezyklus, „Call Home“-Benachrichtigung des ausgefallenen Systems und „Always On“-Zugriff zur Fehlerbehebung. Außerdem erhalten Sie mit dem Service-Prozessor weitere neue Funktionen, die die Fähigkeiten des RLM übertreffen. Hierzu zählen:

  • FRU-Berichterstellung und Tracking
  • erweiterte Berichterstellung des Strom-/Spannungs- und Temperatursensor
  • Überwachung und Einstellung des LED-Status
  • Erzwingung von Core Dumps (ersetzt die NMI-Taste von Controllern)

Für das Out-of-Band-Management von NetApp SAS-Platten-Shelves hat NetApp die Alternate Control Path Technologie (ACP) entwickelt. ACP verbessert die Datenverfügbarkeit, da ein Storage Controller einen Storage Channel zurücksetzen kann, ohne über diesen Channel kommunizieren zu müssen. Falls ein Channel ausfällt oder fehlerhaftes Verhalten zeigt, kann er durch kurzes Zurücksetzen ohne externen Eingriff wieder online geschaltet werden. Mithilfe von ACP kann ein Storage-System bei Fehlern, die ansonsten möglicherweise einen Neustart erfordern würden, wiederhergestellt werden - eine signifikante Verbesserung.

ACP bietet Ihnen eine Hintertür für Ihre Platten-Shelves. Die ACP-Technologie ist völlig unabhängig von dem SAS-Datenpfad und eröffnet neue Optionen für unterbrechungsfreies Recovery von Shelf-Modulen. Außerdem besteht die Möglichkeit, ein individuelles I/O-Modul oder eine gesamte Domäne zurückzusetzen oder den Energiezyklus dafür zu aktivieren. Ebenso kann der Energiezyklus für ein gesamtes Shelf aktiviert werden. Die ACP-Technologie verbessert die Fähigkeit von Data ONTAP, automatisch eine Komponente mit fehlerhaftem Verhalten zurückzusetzen, um ohne Unterbrechung zum vollständigen Betriebsmodus zurückzukehren.

Vereinfachte Software


NetApp hat über einen Zeitraum von vielen Jahren zahlreiche neue, innovative Softwarefunktionen entwickelt, die die zentralen Funktionalitäten von Data ONTAP und NetApp Storage ergänzen. Im Einklang mit der NetApp Philosophie stellten wir Ihnen einen Großteil dieser Funktionen ohne Mehrkosten zur Verfügung. Nun stellten wir fest, dass Sie mittlerweile die Wahl unter mehr als dreißig Software-Optionen hatten. Es war also höchste Zeit für eine Vereinfachung.

Als erstes fassten wir die gängigsten Optionen – darunter viele solche, die zuvor nur gegen Aufpreis erhältlich waren – in den Data ONTAP Essentials zusammen. Für die FAS3200 Serie bieten wir diese nun ohne Zusatzkosten.

Bestandteile von Data ONTAP Essentials:

  • Hochverfügbarkeit: Cluster Failover, SyncMirror, MetroCluster, DSM/MPIO
  • Infrastruktur: NearStore, MultiStore, Open Systems SnapVault
  • Storage-Effizienz: RAID-DP, Snapshot, Deduplizierung, Komprimierung, Thin Provisioning, FlexCache
  • Zentrales Management: System Manager, Operations Manager, Provisioning Manager, Protection Manager

Ein Storage-Protokoll Ihrer Wahl (iSCSI, FC, CIFS oder NFS) ist in Data ONTAP Essentials ebenfalls enthalten.

Außerdem bieten wir nun fünf zusätzliche Softwaremodule:

  • SnapRestore
  • SnapMirror
  • FlexClone
  • SnapVault

SnapManager Suite (enthält SnapManager und SnapDrive für die gesamte unterstützte Software)

Zur weiteren Vereinfachung können Sie sich auch für das komplette Paket entscheiden, mit dem Sie alle Protokolle und die fünf oben aufgeführten Softwaremodule erhalten.

Die FAS/V3200 Serie wird aktuell durch Data ONTAP 7.3.5 und Data ONTAP 8.0.1 unterstützt.

Schlussfolgerung


Die FAS/V3200 Serie treibt den steten Innovations- und Verbesserungsprozess weiter voran, der mit der ersten FAS/V3000 Serie begonnen wurde. NetApp hat sein Midrange-Angebot ausgebaut, insbesondere im Bereich Interface-Geschwindigkeit, Port-Anzahl und Prozessor und schließlich auch bei System-Performance und Ausfallsicherheit. Die aktuelle FAS/V3200 Serie bietet integrierte SAS Ports und 50 % mehr Erweiterungssteckplätze, damit auch wichtige Erweiterungskarten wie Flash Cache, Netzwerk-Ports oder eine Mischung aus FC- und SAS-Adaptern Platz finden. 15 % zusätzliche Spindeln sorgen für bessere Performance und mehr Kapazität. Im Ergebnis steht ein einfach zu implementierendes, benutzerfreundliches Storage-System mit überzeugender Performance zu niedrigen Kosten.

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Steven Miller

Steven Miller
Senior Technical Director und Platform Architect, Core Systems,
NetApp

Steven ist seit knapp sechs Jahren als Plattformarchitekt bei NetApp tätig und ist verantwortlich für die FAS3100, FAS3200 und FAS6200 Serien sowie für das Performance Acceleration Module (PAM) und Flash Cache (PAM II). Er ist außerdem der direkte Ansprechpartner im NetApp Engineering Team für die National Security Agency (NSA), die National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) und die Central Intelligence Agency (CIA). Steven leistet aktuell seinen Beitrag in verschiedenen IEEE-Gruppen und Branchenverbänden. 22 erteilte und 19 angemeldete Patente im Bereich Storage und High-Performance Computing laufen auf seinen Namen.

 
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